近日，中国农业科学院棉花研究所抗逆鉴定课题组揭示了肌醇单磷酸酶基因GhIMP10D在植物耐碱胁迫中的核心调控机制，为棉花耐碱胁迫分子机理研究提供了新依据。相关研究成果以“GhIMP10D, an inositol monophosphatase gene enhancing alkaline stress tolerance in plants”为题发表在国际知名期刊《前沿研究杂志（Journal of Advanced Research）》（中科院1区Top期刊，IF=17.1）上。

土壤盐碱化是全球农业生产的重大威胁，盐碱地又分为盐地、碱地和盐碱地，其中，碱地是盐碱地中比较难以改良的一类。棉花是盐碱地的先锋作物，对盐碱环境具有一定适应性，但碱胁迫仍会导致棉花生长受阻、产量下降。发掘能够有效缓解碱胁迫的关键基因，对盐碱地植棉具有重要意义。

该研究发现肌醇单磷酸酶GhIMP10D作为抗坏血酸合成通路中的关键酶，在碱性胁迫下被显著诱导表达。通过系统的功能验证表明，过表达合成肌醇单磷酸酶的基因GhIMP10D可显著提高棉花的抗坏血酸含量，有效清除过量积累的活性氧，减轻氧化损伤。同时，该基因通过促进纤维素、木质素和肌醇的积累，可以显著增强细胞壁的完整性和机械强度。该研究还发现转录因子GhbHLH48可直接结合GhIMP10D启动子上的G-box元件，正调控其转录表达；同时发现GhIMP10D蛋白与光合作用关键酶核酮糖-1,5－二磷酸羧化酶大亚基（GhRBCL）发生互作，协同保护光合系统免受碱胁迫损伤。在拟南芥和水稻中的异源表达实验进一步证实，该基因介导的耐碱机制在双子叶和单子叶植物中高度保守。研究结果系统阐明了GhbHLH48-GhIMP10D模块在活性氧稳态维持与细胞壁结构重塑中的协同调控作用，为解析棉花耐碱机制提供了理论支撑，并为耐碱棉花培育提供了重要的基因资源。

该研究得到山东省科技示范工程项目、国家生物育种重大项目、中国农业科学院科技创新工程、国家现代农业产业技术体系等项目资助。中棉所已毕业博士生范亚朋、陆许可副研究员和陈修贵助理研究员为论文共同第一作者，叶武威研究员为通讯作者。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jare.2026.06.022

GhIMP10D基因调控棉花耐碱的作用机制